научный журнал по химии Биохимия ISSN: 0320-9725

О научном журнале«Биохимия»

Журнал Российской академии наук. Исследует химические аспекты молекулярной биологии, микробиологии, иммунологии, физиологии, фундаментальной медицины. Знакомит с новыми экспериментальными методами в биохимии. В рубрике Новости Биохимии публикуются мини-рефераты, сведения о работе научных институтов и отчеты о конференциях.

Архив научных статейиз журнала «Биохимия»

  • AMPK: СТРУКТУРА, ФУНКЦИИ И УЧАСТИЕ В ПАТОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССАХ (ОБЗОР)

    БАРЛЕВ Н.А., ГАРАБАДЖИУ А.В., МЕЛИНО ДЖ., НОВИКОВА Д.С., ТРИБУЛОВИЧ В.Г. — 2015 г.

    В последние годы АМФ-активируемая протеинкиназа (AMPK) признана ключевым регулятором энергетического баланса как на клеточном уровне, так и на уровне всего организма. Участие в многочисленных сигнальных каскадах позволяет AMPK эффективно управлять энергопотребляющими и энергопродуцирующими процессами для поддержания энергетического гомеостаза в стрессовых условиях. Нарушения активации или экспрессии киназы приводят к целому ряду метаболических расстройств и повышают риск развития раковых заболеваний. В обзоре рассмотрена структура AMPK, приведены механизмы ее активации, а также перечислены мишени, воздействие на которые определяет функции метаболического регулятора. Особое внимание уделено низкомолекулярным соединениям, способным оказывать как активирующее, так и ингибирующее действие на AMPK, а также рассмотрена перспектива терапевтического применения подобных модуляторов активности в ряде социально значимых заболеваний.

  • ASP141 И ЦЕПОЧКА ВОДОРОДНЫХ СВЯЗЕЙ ASP141-ASN109-ASP33 ОБЕСПЕЧИВАЮТ АКТИВНОСТЬ И СТРУКТУРНУЮ СТАБИЛЬНОСТЬ СИАЛИЛТРАНСФЕРАЗ КЛАССА GT80

    ВЕЙКУИНГ ХАН, ДЖЯНСОНГ ЧЕНГ, ЖЕНПИНГ МА, КСЯЮАН ЧЕН, КУИ ЖЕНГ, НА ЛИ, ЮАНМИНГ ВЕНГ, ЮМЕЙ ЦЕЙ — 2015 г.

    Сиалилтрансферазы - это главные ферменты, принимающие участие в биосинтезе физиологически и патологически значимых природных молекул, содержащих в своем составе сиаловые кислоты. В данной работе изучен не обладающий сиалилтрансферазной активностью рекомбинантный белок Pm0160, несущий естественную мутацию D141^Y в мотиве DDG, идентифицированном в сиалилтрансферазах семейств GT52 и GT80. Исследование различных мутантных форм этого белка показало, что единственная аминокислотная замена (Y141^D) приводила к восстановлению его способности к переносу сиаловых кислот. На основании анализа известной структуры кристаллов сиалилтрансфераз класса GT80 установлено, что между тремя консервативными аминокислотными остатками (Asp141, Asn109 и Asp33) внутри молекул этих ферментов возникает цепочка следующих друг за другом водородных связей. Проведенные эксперименты по мутагенезу показали, что цепочка последовательных внутримолекулярных связей между главным функциональным остатком (Asp141) и соответствующими аминокислотами в структурных доменах Np4, Np1 и Na1, в большей степени важна для поддержания стабильности белка, чем для ориентации Asp141 в необходимой для катализа конформации.

  • ESR - РЕТИНАЛЬНЫЙ БЕЛОК EXIGUOBACTERIUM SIBIRICUM С НЕОБЫЧНЫМИ СВОЙСТВАМИ (ОБЗОР)

    БАЛАШОВ С.П., ГОРДЕЛИЙ В.И., ГУЩИН И.Ю., ДОЛГИХ Д.А., ДЮМАЕВ А.К., ИМАШЕВА Е.С., КИРПИЧНИКОВ М.П., ЛАНИ Я.К., ЛУКАШЕВ Е.П., ПЕТРОВСКАЯ Л.Е., РУБИН А.Б. — 2015 г.

    Рассмотрены свойства ретинального белка (ESR) психротрофной бактерии Exiguobacterium sibiricum, представляющего собой светозависимую протонную помпу. Уникальной структурной особенностью ESR является наличие остатка лизина в положении, соответствующем внутрибелковому донору протонов для основания Шиффа. Мы показали, что Lys96 успешно выполняет в молекуле ESR функцию донора, облегчая доставку протонов с цитоплазматической поверхности белка к основанию Шиффа. Поскольку поглощение протонов предшествует репротонированию основания Шиффа, можно предположить, что в исходном состоянии этот остаток не заряжен и приобретает протон в течение короткого промежутка времени после депротонирования основания Шиффа и образования интермедиата М. Это отличает ESR от родственных ретинальных белков - бактериородопсина (BR), протеородопсина (PR) и ксантородопсина (XR), в которых функцию донора выполняют остатки с карбоксильной группой, протонированные в исходном состоянии. Как и другие протонные помпы эубактерий (PR и XR), ESR содержит остаток гистидина, взаимодействущий с акцептором протонов Asp85. Это взаимодействие приводит к сдвигу рКа акцептора в более кислую область по сравнению с PR, обеспечивая его способность к функционированию в широком диапазоне рН. Наличие сильной водородной связи между остатками Asp85 и His57, структура вероятных протонпереносящих путей с цитоплазматической поверхности к основанию Шиффа и к наружной поверхности и другие особенности ESR продемонстрированы благодаря расшифровке его пространственной структуры, которая выявляет ряд отличий от известных структур BR и XR. Структура ESR, схема фотоцикла и реакций переноса протонов обсуждаются в сравнении с гомологичными ретинальными белками.

  • HYBRID STRUCTURES OF POLYCATIONIC ALUMINUM PHTHALOCYANINES AND QUANTUM DOTS

    ГВОЗДЕВ Д.А., МАКСИМОВ Е.Г., ПАЩЕНКО В.З., СТРАХОВСКАЯ М.Г. — 2015 г.

    Полупроводниковые нанокристаллы (СdSе/ZnS-квантовые точки) использованы в качестве неорганической фокусирующей антенны, позволяющей усиливать флуоресценцию и фотосенсибилизирующую активность поликатионных фталоцианинов алюминия (ФЦ). Установлено, что благодаря электростатическим взаимодействиям квантовые точки СdSе/ZnS образуют стабильные комплексы с ФЦ в водных растворах. В гибридных комплексах обнаружен высокоэффективный безызлучательный перенос энергии от квантовых точек к ФЦ, который приводит к резкому увеличению эффективного сечения поглощения ФЦ в области абсорбционных полос СdSе/ZnS. При возбуждении комплексов в области этих полос интенсивность флуоресценции ФЦ и скорость фотосенсибилизированной ФЦ генерации синглетного кислорода многократно увеличивается (до 500 и 350% соответственно) по сравнению со свободным ФЦ той же концентрации. Обнаруженный эффект представляет интерес для моделирования первичных фотофизических стадий фотосинтеза и усиления фотосенсибилизирующей активности пигментов при фотодинамической терапии.

  • PH МОЖЕТ ИГРАТЬ РОЛЬ В РЕГУЛЯЦИИ АКТИВНОСТИ PAH ДОМЕНОВ ПУТЕМ ИЗМЕНЕНИЯ ИХ СТРУКТУРЫ И ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЙ СТАБИЛЬНОСТИ

    ДАМАН САЛУЯ, ЛАИШРАМ РАДЖЕНДРАКУМАР СИНГХ, МАШУК АЛИ, ТАУХЕЕД ХАСАН — 2015 г.

    Регулятор транскрипции Sin3В в клетках человека (hSin3В) представляет собой адапторный белок (sсаffоld рrоtеin), который взаимодействует с различными транскрипционными факторами и регулирует транскрипцию. Он состоит из шести консервативных доменов: домена, взаимодействующего с деацетилазой гистонов (НID), высококонсервативного участка (НСR) и четырех парных амфифильных спиралей (РАН 1-4).Интересно, что РАН домены белка hSin3В в значительной мере гомологичны друг другу, однако каждый из них взаимодействует со строго специфичным набором транскрипционных факторов. Несмотря на то, что различные факторы, взаимодействующие с РАН доменами белка hSin3В, были охарактеризованы, информации о структуре отдельных РАН доменов hSin3В в литературе нет. В настоящей работе мы охарактеризовали структуру и стабильность различных РАН доменов белка hSin3В при физиологических значениях рН, а также при значениях рН, характерных для ядра. Мы показали, что структура нативного состояния и стабильность различных РАН доменов различается при значениях рН, характерных для ядра, при которых hSin3В выполняет свою биологическую функцию. Мы также показали, что структура нативного состояния и термодинамическая стабильность доменов РАН2 и РАН3 при значениях рН, характерных для ядра, отличается от таковых при физиологических значениях рН, тогда как структура домена РАН1 остается неизменной при обоих значениях рН. Полученные результаты свидетельствуют о том, что структурная гетерогенность РАН доменов может обусловливать уникальность набора связываемых транскрипционных факторов.

  • PURE MITOCHONDRIAL DNA DOES NOT ACTIVATE HUMAN NEUTROPHILS IN VITRO

    АЗНАУРЯН М.А., ВИТУШКИНА М.В., ЗИНОВКИН Р.А., ЗИНОВКИНА Л.А., ЛАНИНА Н.О., ПОПОВА Е.Н., ПРИХОДЬКО А.С., ШАБАНОВ А.К. — 2015 г.

    Чрезмерная активация врожденного иммунитета зачастую приводит к фатальным последствиям и может рассматриваться как один из вариантов феноптоза. При тяжелых травмах в кровоток попадают различные компоненты митохондрий, которые могут стимулировать миелоидные клетки врожденного иммунитета. Одним из таких стимуляторов предположительно может выступать митохондриальная ДНК (мтДНК) [1]. В настоящей работе была исследована роль мтДНК как непосредственного активатора нейтрофилов человека, а также как прогностического маркера у больных с тяжелой травмой. Количественное определение концентрации мтДНК в плазме больныгх с тяжелой травмой показало ее статистически значимое (р < 0,02) повышение у группы не выживших пациентов по сравнению с выжившими. В то же время высокоочищенные препараты мтДНК оказались не способны вызывать активацию нейтрофилов человека, что может указывать на существование дополнительных факторов, обеспечивающих узнавание мтДНК как «образа опасности».

  • Y-BOX-СВЯЗЫВАЮЩИЙ БЕЛОК 1 (YB-1) СПОСОБСТВУЕТ ДЕТЕКЦИИ ОБЪЕМНЫХ ПОВРЕЖДЕНИЙ ДНК ФАКТОРОМ XPC-HR23B

    КРЕТОВ Д.А., ЛАВРИК О.И., МАЛЬЦЕВА Е.А., ОВЧИННИКОВ Л.П., ПЕСТРЯКОВ П.Е., ПЕТРУСЕВА И.О., ФОМИНА Е.Э. — 2015 г.

    Система эксцизионной репарации нуклеотидов (ЭРН) является одним из основных механизмов защиты ДНК клетки от повреждений, вызванных такими значимыми экологическими факторами, как ультрафиолетовое облучение, воздействие полициклических ароматических углеводородов, а также лекарственным воздействием противоопухолевых лекарств, например, препаратов цисплатины. Одним из основных компонентов ЭРН является фактор XPC-HR23B, выполняющий ключевую роль на этапе узнавания повреждения ДНК. Связывание XPC-HR23B c ДНК, содержащей разнообразные объемные повреждения, вызывающие нарушения структуры ДНК, являются основой широкой субстратной специфичности рассматриваемой системы репарации. К числу других белковых факторов, обладающих высоким сродством к поврежденной ДНК следует отнести мультифункциональный белок YB-1. Участие YB-1 в системе клеточного ответа на генотоксический стресс, его способность к взаимодействию с самым широким спектром поврежденных ДНК, вызывают интерес к его возможному участию и модулированию активности системы ЭРН на стадии узнавания и верификации повреждений. В данной работе были проанализированы функциональные взаимодействия белковых факторов XPC-HR23B и YB-1 при связывании с ДНК структурами, моделирующими ДНК, содержащую одиночные объемные повреждения, субстраты ЭРН, а также объемные повреждения в комбинации с апуриновыми/апиримидиновыми сайтами, совместно имитирующими кластерное повреждение. Полученные данные показывают, что белки YB-1 и XPC-HR23B способны стимулировать взаимную посадку на ДНК, содержащую объемное или кластерное повреждение, что свидетельствует о вероятном участии YB-1 в регуляции репарации повреждений ДНК системой ЭРН.

  • АДАПТИВНАЯ ЭПИБИОХИМИЯ И ЭПИГЕНЕТИКА (ОБЗОР)

    БУРЬЯНОВ Я.И. — 2015 г.

    В клетках всех организмов протекают энзиматические реакции постсинтетической модификации макромолекул. Эти реакции, которые можно назвать эпибиохимическими, относятся к особому типу и, в отличие от реакций с низкомолекулярными субстратами, протекают на уровне биополимеров, вызывая их ковалентную модификацию. Большинство эпибиохимических модификаций белков, ДНК и РНК обратимы и осуществляются соответственно с помощью модифицирующих трансфераз и демодифицирующих ферментов. Эпибиохимические (расположенные «над» низкомолекулярными метаболитами) модификации белков и нуклеиновых кислот выполняют разнообразную функциональную роль, включая участие в молекулярных механизмах адаптивной эпигенетической наследственности. В настоящей работе рассмотрены некоторые адаптивные эпибиохимические реакции и основанные на них адаптивные эпигенетические процессы, а также обсуждаются особенности эпигенетического наследования приобретенных признаков и границ биологической эволюции.

  • АКТИВАЦИЯ ГЕНОВ RНОА И NКIRАS1 В ОПУХОЛЯХ ЛЕГКОГО АССОЦИИРОВАНА С ПОТЕРЕЙ МЕТИЛИРОВАНИЯ ЭТИХ ГЕНОВ И С МЕТИЛИРОВАНИЕМ ГЕНОВ РЕГУЛЯТОРНЫХ МИКРОРНК

    БРАГА Э.А., БУРДЕННЫЙ А.М., КАЗУБСКАЯ Т.П., КУБАТИЕВ А.А., КУШЛИНСКИЙ Н.Е., ЛОГИНОВ В.И., ПРОНИНА И.В., РЫКОВ С.В., ФРИДМАН М.В., ХОДЫРЕВ Д.С. — 2015 г.

    Метилирование СрG-островков промоторных районов и взаимодействие микроРНК с матричными РНК генов-мишеней относятся к совокупности многоуровневых механизмов регуляции экспрессии генов. Цель настоящей работы - оценить возможность опосредованного влияния метилирования генов микроРНК на активацию их генов-мишеней в опухолях легкого. С использованием единой коллекции образцов немелкоклеточного рака легкого показано, что повышение уровня мРНК генов RНОА и NКIRАS1 статистически значимо (Р < 10 -11, по Спирману) ассоциировано как с потерей метилирования их СрG-островков, так и с метилированием ряда генов микроРНК, предсказанных как регуляторные по данным miRWаlк. Определены новые потенциальные регуляторные микроРНК для RНОА (miR-9-1/-3, -34b/с, -129-2, -125b-1, -375, -1258) и NКIRАS1 (miR-34b/с, -129-2, -125b-1, -193а, -124а-1/-2/-3, -212, -132) при раке легкого.

  • АКТИВНОСТЬ ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫХ ФЕРМЕНТОВ В ТАЛЛОМЕ ANTHOCEROS NATALENSIS

    БЕКЕТТ Р.П., МИНИБАЕВА Ф.В., ЧАСОВ А.В. — 2015 г.

    Антоцеротовидные (Anthocerotophyta), одни из древнейших несосудистых наземных растений, происходят от общего предка с современными сосудистыми растениями. Благодаря своей высокой устойчивости к действию неблагоприятных факторов среды, антоцеротовидные представляют собой уникальную модель для изучения механизмов формирования устойчивости высших растений. В настоящей работе показано, что таллом Anthoceros natalensis характеризуется высокой редокс-активностью, изменяющейся при стрессе. Обезвоживание таллома сопровождается снижением активности внутриклеточных пероксидаз, ДОФА-пероксидаз, тирозиназ и повышением активности каталаз. При последующей регидратации активность пероксидаз и тирозиназ повышается. Охарактеризованы кинетические особенности пероксидаз и тирозиназ и изоферментный состав пероксидаз из различных фракций белков клеточной стенки антоцероса. Показано, что пероксидазы антоцероса по своей функциональной активности, в том числе способности к образованию супероксидного анион-радикала, имеют сходство с пероксидазами высших сосудистых растений. Выявлен биохимический механизм, подтверждающий возможное участие пероксидаз в образовании активных форм кислорода (АФК) посредством субстрат-субстратного взаимодействия в талломе антоцероса. Предполагается, что образование АФК пероксидазами - эволюционно древний процесс, возникший как защитный механизм с целью повышения адаптационных механизмов наземного существования высших растений, их приспособления к меняющимся условиям среды и успешной колонизации различных экологических ниш.

  • АКТИВНОСТЬ ФОТОСИСТЕМ И ПЕРЕХОДНЫЕ СОСТОЯНИЯ ФОТОСИНТЕТИЧЕСКОГО АППАРАТА МУТАНТОВ SYNECHOCYSTIS PCC 6803 С РАЗЛИЧНЫМ РЕДОКС-СОСТОЯНИЕМ ПЛАСТОХИНОНОВОГО ПУЛА

    БОЛЫЧЕВЦЕВА Ю.В., ГОРБУНОВ М.Ю., ЕЛАНСКАЯ И.В., КАРАПЕТЯН Н.В., КУЗЬМИНОВ Ф.И. — 2015 г.

    Для выяснения механизма регуляции переходных состояний фотосинтетического аппарата цианобактерий исследовали активность фотосистем адаптированных к темноте клеток дикого типа (WT) цианобактерии Synechocystis PCC 6803 и мутантов, у одного из которых (Ox -) вследствие отсутствия терминальных оксидаз пул пластохинонов был восстановлен, а у другого (SDH) из-за отсутствия сукцинатдегидрогеназы - окислен. Измерение переменной флуоресценции и 77 К спектров флуоресценции клеток Synechocystis после 2 ч инкубации в темноте показало, что фотосинтетический аппарат клеток WT и мутанта SDH - находился в состоянии 1. Переменная флуоресценция мутанта Ox -, индуцированная светом 2 (620 нм) в присутствии диурона, была в 1,5 раза ниже, чем у дикого типа и мутанта SDH -, что характерно для состояния 2. Высокая скорость темнового восстановления П700+ в присутствии диурона и низкий уровень П700+ на свету 2 без диурона указывали на высокую активность циклического переноса электронов через ФС1 при состоянии 2 в клетках Ox -. Освещение адаптированных к темноте клеток постоянным слабым светом 1 (440 нм) одновременно со вспышками действующего света 2 (620 нм) не влияло на активность ФС11 у WT и мутанта SDH -. У мутанта Ox - в этих условиях наблюдалось возрастание переменной флуоресценции и содержания П700+ до уровня таковых у WT и SDH -, что указывало на ускорение линейного переноса электронов и переход фотосинтетического аппарата Ox - из состояния 2 в состояние 1. Таким образом, ФС11 при окисленном пуле пластохинонов в состоянии 1 обнаруживала высокую активность, но была обратимо инактивирована в состоянии 2 при восстановленном пластохиноновом пуле. Эти изменения активности контролировались редокс-состоянием пластохинонов через ускорение или замедление электронного транспорта на акцепторной стороне ФС11.

  • АМИЛОИДЫ: ОТ ПАТОГЕНЕЗА К ФУНКЦИИ (ОБЗОР)

    АНТОНЕЦ К.С., ИНГЕ-ВЕЧТОМОВ С.Г., НИЖНИКОВ А.А. — 2015 г.

    Амилоидами называют фибриллярные белковые агрегаты, имеющие кросс-бета структуру. Они являются предметом пристального внимания специалистов, начиная с середины двадцатого столетия. Это связано, прежде всего, с тем, что амилоиды ассоциированы с десятками неизлечимых патологий, называемых амилоидозами, которыми страдают сотни миллионов человек. Вместе с тем сейчас наблюдается смена парадигмы восприятия амилоидов как патогенов, связанная с все возрастающим пониманием их роли в качестве специфического варианта четвертичной структуры белка, необходимого для жизнедеятельности клетки. Так, функциональные амилоиды обнаружены во всех доменах живого мира и выполняют самые разнообразные роли: от образования биопленок у бактерий до регуляции долговременной памяти у животных. Многие прионы, т.е. белки, способные в одинаковых условиях существовать в двух и более конформациях, как минимум одна из которых обладает инфекционными свойствами, также обладают амилоидными свойствами. Существуют веские основания полагать, что известные к настоящему времени амилоиды составляют лишь небольшую долю от их реального числа. Настоящий обзор посвящен ретроспективному анализу ключевых этапов развития биологии амилоидов, приведших в последние десять лет, с одной стороны, к переосмыслению их биологического значения, а с другой - к развитию системной биологии амилоидов - амилоидомики.

  • АЦИДОЗ И 5-(N-ЭТИЛ-N-ИЗОПРОПИЛ)АМИЛОРИД (EIPA) СНИЖАЮТ ЦИНК/КАИНАТНУЮ ТОКСИЧНОСТЬ В КУЛЬТУРАХ ЗЕРНИСТЫХ НЕЙРОНОВ МОЗЖЕЧКА КРЫС

    АМЕЛЬКИНА Г.А., ГЕНРИХЕ Е.Е., ИВАШКИН Е.Г., ИСАЕВ Н.К., НОВИКОВА С.В., СТЕЛЬМАШУК Е.В., ХАСПЕКОВ Л.Г. — 2015 г.

    ZnCl 2 (0,005 мМ, 3 ч) или каинат (0,1 мМ, 3 ч) оказывали слабое токсическое действие на культивированные зернистые нейроны мозжечка (КЗН), однако одновременная обработка КЗН этими веществами вызывала интенсивную гибель нейронов, которая достоверно снижалась внешним ацидозом (pH 6,5) или 5-(N- этил-N-изопропил)амилоридом (EIPA, блокатор Na+/H+ обмена, 0,03 мМ). Токсическое действие каинат+ZnCl 2 вызывало повышение внутриклеточной концентрации ионов цинка и кальция ([Zn 2+] i и [Ca 2+] i), что достоверно снижалось ацидозом и усиливалось в присутствии EIPA. Регистрация [Zn 2+] i в отдельных нейронах продемонстрировала, что EIPA усиливает цинковую перегрузку цитозоля нейронов при инкубации в растворе, содержащем Zn 2+. Предполагается, что ацидоз уменьшает ZnCl/каинатную токсичность посредством снижения входа Zn 2+ в нейрон, тогда как EIPA предотвращает перегрузку цинком систем депонирования этого иона.

  • БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ ПРИРОДНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ: РОЛЬ В ОБРАЩЕНИИ ЭПИГЕНЕТИЧЕСКИХ ИЗМЕНЕНИЙ (ОБЗОР)

    АБХИМАНЮ КУМАР ДЖА, АНЬЮ ШРИВАСТАВА, МИНАКШИ ДЖА, РУЧИ АГГАРВАЛ — 2015 г.

    Процесс канцерогенеза характеризуется изменениями в экспрессии различных генов в результате произошедших генетических и эпигенетических изменений, включая перестановки в геноме и возникновение его нестабильности. Обратимый процесс эпигенетической регуляции, который включает изменения в профиле метилирования ДНК, модификации гистонов и изменения в экспрессии микроРНК, приводящие к изменениям фенотипа без изменений последовательности ДНК, является основным механизмом при метаболизме раковых клеток. Последние достижения в быстро развивающейся области эпигенетики рака показали, что различные биологически активные вещества природного происхождения, благодаря их противоопухолевому потенциалу, нацеленному на эпигенетические механизмы, могут представлять молекулярную основу для разработки лекарств с перспективой их использования при лечении различных форм рака. В настоящем обзоре обобщены данные по потенциальным возможностям природных соединений обращать связанные с опухолевой трансформацией эпигенетические аберрации с помощью регуляции активности деацетилаз и ацетилтрансфераз гистоновых белков, ДНК метилтрансферазы I и микроРНК. Более того, есть острая необходимость в определении новых и эффективных химиопрофилактических стратегий в отдельности или в сочетании с другими противоопухолевыми агентами, демонстрирующими сходные свойства, для улучшения методов лечения рака.

  • БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫЙ ПЕПТИД ИЗ НАСЕКОМОГО SРHОDRОMАNTIS VIRIDIS, ОБЛАДАЮЩИЙ АНТИБАКТЕРИАЛЬНЫМ И АНТИГРИБКОВЫМ ДЕЙСТВИЕМ: ИДЕНТИФИКАЦИЯ И БИОХИМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

    АСХА ТАХЕРИ-КАФРАНИ, БЕХНАЗ ТОЛУЕЙНИА, ДЕЙЛА ЭБРАХИМИ, МАХТАБ ОРДУЕЙ, ХАДИ ЗАРЕ-ЗАРДИНИ — 2015 г.

    Антимикробные пептиды (АМП) являются компонентами иммунной системы, предохраняющей организм хозяина от инфекции. В данной работе был выделен и охарактеризован новый высокоэффективный АМП из тела богомола Sрhоdrоmаntis viridis. Этот пептид был очищен методом ЖХВД на обращенной фазе. Последующая масс-спектрометрия показала, что он состоит из 14 аминокислотных астатков (а.о.) и относится к семейству мастопаранов. Пептид был назван мастопаран-S (от лат. Sрhоdrоmаntis). Продемонстрировано, что мастопаран-S обладает противомикробной активностью по отношению к широкому спектру микроорганизмов (грамположительных и грамотрицательных бактерий и грибов) и является более активным, чем известные антибиотики, например, канамицин. Активность мастопарана-S против грамотрицательных бактерий была выше, чем в отношении грамположительных бактерий. Значения минимальной ингибирующей концентрации (МIС) мастопарана-S по отношению к различным бактериям находились в диапазоне 15,1-28,3 мкг/мл, к грибкам - 19,3-24,6 мкг/мл. Помимо противомикробного действия, мастопаран-S обладает и гемолитической активностью, но ее величина по отношению к эритроцитам человека была крайне незначительной. Методом МТТ-тестирования на клетках человека (НеLа) показано, что мастопаран-S обладал цитотоксической активностью in vitrо в концентрации >40 мкг/мл, но был неактивен в концентрации <30 мкг/мл. Представленные данные указывают на то, что новый пептид может быть использован в качестве медицинского противомикробного средства для лечения местных инфекций.

  • БИОЛЮМИНЕСЦЕНТНАЯ ДЕТЕКЦИЯ ЖИЗНЕСПОСОБНОСТИ КЛЕТОК (ОБЗОР)

    ЛОМАКИНА Г.Ю., МОДЕСТОВА Ю.А., УГАРОВА Н.Н. — 2015 г.

    Рассмотрены теоретические аспекты биолюминесцентного метода определения аденозинтрифосфата (АТP), основанного на использовании люциферин-люциферазной системы светляков, и его применение для детекции жизнеспособности клеток в микробиологии, санитарии, медицине и экологии. Описаны различные подходы к анализу индивидуальных и смешанных культур микроорганизмов, показаны возможности метода для изучения биологических процессов в живых клетках, в том числе некроза, апоптоза, а также для изучения динамики метаболизма.

  • БИОХИМИЧЕСКАЯ И СТРУКТУРНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА F^-АГФ-СИНТАЗЫ STRЕРTОMУСЕS FRАDIАЕ АТСС 19609

    АЛЕКСЕЕВА М.Г., ДАНИЛЕНКО В.Н., ЕЛИЗАРОВ С.М., ЗАХАРЕВИЧ Н.В., МАВЛЕТОВА Д.А., МИРОНЧЕВА Т.А. — 2015 г.

    Исследовано фосфорилирование белков в препаратах суббактериальных инвертированных мембранных везикул Streptomyces fradiae АТСС 19609, содержащих мембраносвязанные F оF 1-АТФ-синтазы. Методом двумерного электрофореза с последующим масс-спектрометрическим анализом впервые установлено, что в составе синтазного комплекса осуществляется фосфорилирование в- и b-субъединиц; идентифицировано 20 белков с установленными функциями. Осуществлено клонирование генов F oF 1-АТФ-синтазы в Escherichia coli и получены рекомбинантные белки всех восьми субъединиц: а, в, у, 8, е, а, b и c. С использованием суммарного препарата серин-треониновых протеинкиназ (СТПК) впервые показано фосфорилирование рекомбинантных у-, в-, а- и е-субъединиц. В обоих типах экспериментов наблюдалось фосфорилирование в-субъединицы FoFj-АТФ-синтазы. Отличия в фосфорилировании белков во фракции мембранных везикул и рекомбинантных белков могут быть связаны с присутствием разных СТПК в используемых препаратах, а также зависеть от этапов сборки и функционирования FoFj-АТФ-синтазы. Установлена структура оперона, содержащая все субъединицы и регуляторный белок I. Исследовано филогенетическое сходство субъединиц FoFj-АТФ-синтазы Streptomyces fradiae АТСС 19609 с субъединицами различных групп сапрофитных и патогенных бактерий (в т.ч. Mycobacterium tuberculosis). Полученные результаты могут указывать на значительную роль серин-треониновых протеинкиназ в функционировании FoFj-АТФ-синтазы. В практическом плане данные могут быть использованы для конструирования оригинальной тест-системы и создания новых биомишень-направленных лекарств против патогенных бактерий.

  • БЛОКИРОВАНИЕ ЭКСПРЕССИИ МИКРОРНК MIR-221, -30D И -15А СПОСОБСТВУЕТ РАЗВИТИЮ РАКА ПРОСТАТЫ ПРИ ПОСРЕДСТВЕ БЕЛКА ВМI1

    БЕЙДЖУН ДОНГ, ВЕЙ КСУЕ, ДЖЯДЖУН ШЕ, ДЖЯХУА ПЕН, ХЕНКВАНГ КСУАН, ЮРАН ХУАНГ — 2015 г.

    Локачественная опухоль простаты (PCa) - это тип рака, находящегося на втором месте по смертности среди мужчин. В патогенез рака простаты вовлечен белок BMI1, член протеинового семейства PcG. Было обнаружено, что злокачественное перерождение тканей простаты сопровождается нарушением экспрессии некоторых микроРНК (miPHK). Пока неясно, как miPHK регулируют экспрессию BMI1. Используя двойную люциферазную тест-систему, мы провели селекцию 18 miPHK, обладающих потенциальной способностью подавлять экспрессию белка BMI1, и обнаружили, что 12 из них были способны связываться с З'-концевым нетранслируемым районом (3'-НТР) в мРНК BMI1. Методом ПЦР в режиме реального времени было установлено, что в злокачественных тканях простаты сильно снижены уровни экспрессии эндогенных miR-221, -15a и -30d. Последующие функциональные исследования показали, что miR-221 и miR-30d могут ингибировать пролиферацию злокачественных клеток простаты, а дополнительная экспрессия в них белка BMI1 может частично снимать супрессорное воздействие этих микроРНК на клеточную пролиферацию. В своем исследовании мы выявили взаимосвязь между снижением уровней экспрессии miR-221, -30d и развитием патологического процесса при раке простаты. Полученные нами результаты показали, что микроРНК miR-221 и miR-30d являются потенциальными супрессорами злокачественной опухоли простаты и могут служить в качестве маркеров для оценки степени тяжести этого вида рака, а также могут являться мишенями для терапевтического воздействия при лечении этого онкологического заболевания у человека.

  • ВИРУС КОКСАКИ ТИПА B3 ВЫЗЫВАЕТ АУТОФАГИЮ В КАРДИОМИОЦИТАХ IN VIVO

    БИНГ БЕЙ, БОХЕЙ Ю., ВЕРНАН ЖАО, ЖАОХУА ЖОНГ, КСИА ЖЕЙ, ЛЕЙ ТОНГ, ТЕНАЙИНГ ВЕНГ, ФЕНГМИН ЖЕНГ, ХУАПЕНГ ВЕНГ, ХУИЯН ЛИ, ЯН ВЕНГ, ЯО ВЕНГ — 2015 г.

    Вирусный миокардит - это общее заболевание, приводящее к хронической кардиомиопатии и нарушению сердечной деятельности. Вирус Коксаки типа В (CVB) является одним из главных патогенов, вызывающих вирусный миокардит. Ранее показано, что аутофагия способствует репликации CVB в клетке хозяина. В представленной работе миокардит вызывали у мышей Balb/c 3-недельного возраста путем введения им вируса Коксаки, и затем изучали результаты воздействия вирусной инфекции на клетки миокарда (кардиомиоциты). Исследования, проведенные методом электронной микроскопии, показали, что напоминающие аутофагосомы везикулы появлялись в кардиомиоцитах зараженных мышей на 3-, 5- и 7-й дни после введения CVB. При этом в миокарде инфицированных вирусом мышей и в кардиомиоцитах, изолированных из желудочков сердца зараженных животных, существенно возрастал уровень липидированной формы легких цепей 3 (LC3), ассоциированных с микротрубочками белка 1 (т.е. происходила трансформация цитоплазматического белка LC3-I в мембранный белок аутофагосом - LC3-II). Увеличение уровня белка LC3-II происходило одновременно с нарастанием количества вирусной РНК и белка в миокарде или в изолированных кардиомиоцитах. Уровни экспрессии вирусной РНК и продукции вирусного белка в первичной культуре кардиомиоцитов существенно снижались после обработки клеток ингибитором аутофагии - 3-метиладенином (3-MA). Помимо этого, было обнаружено, что в миокарде и в кардиомиоцитах инфицированных мышей возрастал уровень экспрессии и повышалась степень фосфорилирования протеинкиназы ERK (extracellular signal regulated kinase), хотя роль этого фермента в регуляции аутофагии еще не выяснена. Таким образом, было продемонстрировано, что ответом кардиомиоцитов на введение CVB является активизация процесса формирования аутофагосом in vivo, что может способствовать репликации вируса.

  • ВИРУС КОКСАКИ ТИПА В3 ПРОВОЦИРУЕТ МИОКАРДИТ У МЫШЕЙ ПУТЕМ СТИМУЛЯЦИИ ЭКСПРЕССИИ ТОLL-ПОДОБНОГО РЕЦЕПТОРА 4

    ВЕН-ДЖУН ЛИУ, ЖАО ЖАО, МЕН-ЛИ ЧЕНГ, ТЯН-ЖИ КЕЙ, Ю-КЬЯНГ ДЖИ, ЯН ЛИ — 2015 г.

    Изучены развитие миокардита, провоцируемого вирусом Коксаки типа 3 (СVВ3), и механизм защитного действия малых интерферирующих РНК ^РНК) на пораженный вирусом организм. Работа была выполнена на 120 мышах, 30-ти из которых был внутрибрюшинно введен СVВ3 (их затем использовали в качестве модельных животных с вирусным миокардитом). Фиксировали выживаемость зараженных вирусом мышей (мыши «МОD») и отслеживали нанесенные вирусом повреждения с помощью гистопатологического исследования срезов миокарда, окрашенных гематоксилином и эозином (НЕ). Транскрипционную и трансляционную экспрессию гена ТLR4 в тканях миокарда изучали методом ПЦР в режиме реального времени и методом иммуноблоттинга соответственно. Также было проведено специфическое блокирование гена ТLR4 у мышей «МОD» путем обработки животных малой интерферирующей РНК и изучены последствия этого блокирования. Полученные результаты свидетельствовали о том, что при прогрессии вирусного миокардита у мышей «МОD» уровни ТLR4 мРНК и белка ТLR4 в миокарде значительно увеличивались и оставались высокими в дальнейшем. Помимо этого, установлено, что активность некоторых ферментов миокарда (СК, СК-МВ, LDН и АSТ) также была увеличена в тканях сердца зараженных вирусом мышей. Отмечено, что при подавлении экспрессии гена ТLR4 продукция белка ТLR4 у мышей «МОD» существенно снижалась и степень тяжести миокардита уменьшалась. Таким образом, СVВ3 может провоцировать вирусный миокардит путем стимуляции экспрессии Тоll-подобного рецептора 4. Степень тяжести миокардита может быть снижена путем подавления экспрессии гена ТLR4; это является подходящей основой для разработки метода лечения этого вирусного заболевания.